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凱思普為您解析陶瓷化硅橡膠配方

陶瓷化硅橡膠特點:

1.在火焰中形成自支撐陶瓷體

當含有無機填料的橡膠材料暴露在火焰中時,橡膠發生降解或燃燒,降解或燃燒產物揮發后留下強度較小的無機殘余物或灰分。這些殘余物通常是不凝聚的或不自支撐的,甚至碎成顆粒或粉末,因此沒有防火功效,如圖1所示。當特殊設計配方的陶瓷化橡膠暴露在火焰中時,視橡膠品種和配方調整,可在350800℃或以上范圍內產生陶瓷化,燒結成多孔性自支撐的陶瓷體,如圖2所示,在6501000℃高溫的火焰中、一定時間(0.52h)內能保持結構的完整性,可以很好地發揮被動防火的功效,為消防安全贏得寶貴時間。

 

2.有一定的強度,抗熱沖擊性好

陶瓷化后的燒結體比較堅硬,敲擊有陶瓷聲,有一定的屈撓強度和壓穿強度。陶瓷化硅橡膠試件的彎曲強度遠大于普通硅橡膠,而且隨著溫度的升高明顯增大。模擬救火過程給高溫燒蝕的試件噴灑水,陶瓷化硅橡膠的燒結體不炸裂,顯示出良好的抗熱沖擊性。

 

3.無鹵、低煙、低毒、自熄、環保

陶瓷化硅橡膠無需添加鹵素阻燃劑就可以達到阻燃自熄的效果,阻燃性UL94V-0,氧指數可高達38。在火焰的燒蝕下,被燒幾分鐘后便完全斷煙,在接下來的燒蝕過程中,本身不再有煙霧產生。陶瓷化硅橡膠燃燒產生二氧化碳、水和二氧化硅,均為無毒物質。深圳市沃爾核材股份有限公司生產的一種陶瓷化耐火硅橡膠經國家防火建筑材料質量監督檢驗中心檢測,煙氣毒性為25.0mg•L-1,試驗動物30min染毒期內及染毒后3日內未死亡,且平均體重恢復。依據國家標準GB/T20285-2006《材料產煙毒性危險分級》判斷,該材料煙氣毒性達到準安全一級。可見陶瓷化硅橡膠屬于環保材料。

 

4.電性能良好

優化配方的陶瓷化硅橡膠的電性能——燒結前體積電阻率不小于1015Ω·cm,隨著燒結溫度的升高,其體積電阻率下降,在1000℃下燃燒30min后,其體積電阻率下降為107Ω·cm。普通硅橡膠燒結前后的體積電阻率分別不小于1015107Ω·cm

 

5.易加工

膠料制備和制品生產工藝與普通硅橡膠類似,使用常規的橡膠加工設備(擠出機、平板硫化機、注射機等)就可以生產。耐火電纜生產工藝簡化,成本降低。

 

 

凱思普陶瓷化硅橡膠配方分析中主要組成成分是:

1.生膠

主要使用甲基乙烯基硅橡膠(例如國產110-2硅橡膠)。也可使用高溫硫化乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡膠,即二甲基乙烯基硅氧烷基封端的二甲基硅氧烷甲基乙烯基硅氧烷共聚物(例如國產110-4S硅橡膠)。這種硅橡膠可以用加成硫化體系硫化,硫化膠的撕裂強度高、壓縮永久變形低,適用于耐火硅橡膠密封條。若需要耐燒蝕性更好的材料,可選用苯基硅橡膠,也可選用甲基苯基乙烯基硅橡膠(例如國產120-2苯基硅橡膠)。苯基硅橡膠的燒蝕率約為乙烯基硅橡膠的1/2,因價格高昂,僅用于特殊用途。

 

2.補強填料

采用白炭黑,主要是氣相法白炭黑,也用沉淀法白炭黑。白炭黑經過表面處理可以改善硅橡膠硫化膠的強度,提高疏水性。表面處理劑有硅烷偶聯劑、八甲基環四硅氧烷等。

 

3.增量填料

增量填料對硅橡膠只起很弱的補強作用,一般與白炭黑并用,以調節硅橡膠硫化膠的硬度、改善膠料的工藝性能(如擠出性能)和降低成本。主要有石英粉、硅藻土,氧化鋅、鈦白粉、滑石粉和碳酸鈣等。用硅烷偶聯劑處理的石英粉,不但提高了補強性,還能起燒結粘結劑的作用,對陶瓷化有貢獻。

 

4.結構化控制劑

為抑制含氣相法白炭黑補強的硅橡膠膠料的“結構化”,保證加工性能,需要添加結構化控制劑。一般使用羥基硅油(羥基質量分數為0.06~0.12)。

 

5.熱穩定劑

熱穩定劑一般采用氧化硒、氫氧化硒或辛酸硒,氧化鐵或辛酸鐵等。

 

6.其他成分(硫化體系、阻燃體系、陶瓷化體系(成瓷填料、助熔劑)

 

 

凱思普對陶瓷化硅橡膠應用市場的分析:

陶瓷化硅橡膠最主要的應用是中低壓耐火電線電纜,為了保證火災過程中的通電安全。因此不難理解電纜行業對新型耐火絕緣材料陶瓷化硅橡膠的迫切開發和應用的熱情。陶瓷化硅橡膠混煉膠生產設備與普通硅橡膠相同,膠料有很好的擠出性能和模壓性能,可以直接使用硅橡膠電線電纜設備擠出、硫化成電線電纜,無需增加設備,可以大幅度降低生產成本。陶瓷化硅橡膠在常溫下具有橡膠彈性,火燒后不會像云母帶那樣發脆脫落,可以通過噴淋、震動試驗。考慮到近年來我國許多重大民用建筑的重大火災與電線電纜有關,民用建筑耐火電纜的需求很大,目前陶瓷化硅橡膠中低壓耐火電纜會有較大發展。

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